Estrategias de análisis por GC-MS Estrategias de análisis por GC-MS aplicadas a la determinación de aplicadas a la determinación de

plaguicidas y otros plaguicidas y otros contaminantes en aguas y contaminantes en aguas y

alimentosalimentos

INTRODUCCIÓN

BIOENSAYO, GRAVIMETRÍA

COLORIMETRÍA, ESPECTROFOTOMETRÍA

CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Y CAPA FINA

CROMATOGRAFÍA DE GASES Y LIQUIDOS

GC-MS Y HPLC-MS

TENDENCIA EN COSTE

TEN

DEN

CIA

EN S

ELEC

TIVI

DAD

1940 19901980197019601950 2000

> 1

0.1

0.01

0.001

<0.0001

AÑO (Aprox.)

LIM

ITES

DE

DET

ECCI

ÓN

, ppm

(Ap

rox.

)

METODOLOGÍA ANALÍTICA EN EL ANÁLISIS DE TRAZAS

INTRODUCCIÓN

Alimentos: Directiva 90/642 CEE

Tomate Pimiento PepinoAbamectine 0.01 0.01 0.01

Benomyl 0.50 0.10 0.50

Cyromazin 0.50 2.00 0.10

Dimetomorf 0.50 0.02 0.50

Ethiofencarb 2.00 2.00 2.00

Flufenoxuron 0.50 0.50 0.20

Hexaflumuron 0.05 0.50 0.05

Hexitiazox 0.05 0.50 0.10

Imidacloprid 0.10 0.50 0.10

Lufenuron 0.02 0.02 0.02

Methomyl 1.00 1.00 0.02

Oxamyl 2.00 2.00 2.00

Teflubenzuron 0.50 0.50 0.20

Tiabendazole 0.10 1.00 1.00

Acrinathrin 0.10 0.20 0.02

Bifenthrin 0.20 0.20 0.01

Buprofecin 0.50 0.50 0.20

Chlorpyriphos-me 0.50 0.50 0.05

Endosulfan 1.00 1.00 1.00

Malathion 3.00 3.00 3.00

Methalaxyl 0.20 0.05 0.05

Methamidophos 0.50 0.01 1.00

Aguas: Normativa Europea de Aguas de Consumo

76/464/EEC

0.1 g/l plaguicidas individuales0.5 g/l plaguicidas totales

Aldrin Disulfoton Monolinuron

Atracina Endosulfan Ometoato

Azinfos-etil Endrin Oxidemeton-metil

Azinfos-metil Fenitrorion Paration-etil

Clordane Fention Paration-metil

Coumafos Hepatclor Foxim

2,4-D Hexaclorobenceno Propanil

DDT Linuron Pirazon

Demeton Malation Simazina

Diclorprop MCPA 2,4,5-T

Diclorvos Mecoprop Triazofos

Dieldrin Metamidofos Triclorfon

Dimetoato Mevimfos Trifluralin

Lista negra de plaguicidas prioritarios

INTRODUCCIÓN

REQUERIMIENTOS PARA LA CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS

CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS NEGATIVOS (<LCL)

CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS POSITIVOS (>LCL)

• Calibración aceptable (medida del LCL)• Recuperación aceptable (confirmada en lote)

• Calibración aceptable• Recuperación aceptable• Confirmación adicional

SANCO/3103/2000

INTRODUCCIÓN

CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS

• Empleo de diferentes detectores• Empleo de columnas de diferente polaridad• Empleo de técnicas alternativas• Técnicas de derivación

• Mayor coste• Mayor tiempo de análisis

INTRODUCCIÓN

EJEMPLOS:GC-ECD: 2 columnas, 1 detector Cuestionable

2 columnas, 2 detectores Aceptable (?)GC-NPD: IdemGC-FPD: Idem

HPLC-UV: 2 columnas, 1 detector Mayor. Inaceptable1 columna + HPLC-DAD Puede ser aceptable2 columnas + HPLC-DAD Aceptable

HPLC-Fluor: 2 columnas, 1 detector Aceptable 1 columna + HPLC-DAD Mayor. Aceptable

GC-XX + HPLC-YY: AceptableGC-MS, LC-MS: Confirmación inequívoca

SANCO/3103/2000

CONFIRMACIÓN DE RESULTADOS POSITIVOS

GC-MS• Quadrupolo (GC-Q-MS)• Trampa de Iones (GC-IT-MS)

Vin

cloz

olin

a/Pa

ratio

n

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20Time (min)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Rel

ativ

e A

bund

ance

Dia

zino

n

Clo

rtal

onil

Piri

mifo

s -m

etil

Clo

rpir

ifos

End

osul

fan

I

End

osul

fan

II

Extracto vegetal contaminado(0.05 mg/kg)

GC-IT-MS (full-scan)

EI

60 100 140 180 220 260 300 340 m/z

2000

6000

10000

14000

18000

22000

26000

197314

97 258286213

125 169 24465 351

Clorpirifos

IdentificaciónINTRODUCCIÓN

4 ppm

1 ppm

0.1 ppm

CLORPIRIFOS

6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.000

400000

800000

1200000

1600000

2000000

2400000

2800000

3200000

3600000Abundance

min

CLORPIRIFOS tR = 10.48

IDENTIFICACIÓN/CONFIRMACIÓN

40 80 120 160 200 240 280 3200

40000

80000

120000

160000

200000

240000

280000

m/z

Abundance

97197

314

25865 125 286

43 213

169244

81 144 351111

EIFull scan

314

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 3400

2000

4000

6000

8000

m/z

Abundance 197

97

258286

212

244 351

REFERENCIA

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 3400

2000

4000

6000

8000

m/z

Abundance97

197

314

25865 125 28643 213

169 244 351

FIT = 99%

NCl

Cl Cl

OP(OCH2CH3)2

S

IDENTIFICACIÓN/CONFIRMACIÓN

CLORPIRIFOS

CRITERIOS DE IDENTIFICACIÓN

• TIEMPO DE RETENCIÓN (menos de 5 sec)• 3 IONES ESPECIFICOS (S/N>3)

Similar tiempo de retenciónSimilar pendiente de pico (Crom. de iones seleccionados)Intensidad relativa ± 30% estándar

• SI INTERFERENCIAS: SELECCIÓN DE IONES ALTERNATIVOS• SUSTRACCIÓN DEL FONDO: PRECAUCIÓN.• FIT > 750• IONES MATRIZ <25% DEL PICO BASE (EI).

EFECTO MATRIZ

• IDENTIFICACIÓN ERRONEA (FALSOS POSITIVOS/NEGATIVOS)• INCORRECTA CUANTIFICACIÓN• DISMINUCIÓN DE LA SENSIBILIDAD• CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA CROMATOGRÁFICO

• PROCEDIMIENTOS DE “CLEAN-UP” EXHAUSTIVOS • REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE MUESTRA• TÉCNICAS DE ANÁLISIS MÁS SELECTIVAS Y SENSIBLES

Interferencia al tiempo deretención del Clorfenvinfos

EI-MS

m/z 267S/N: 7/1

IONIZACIÓN QUÍMICA Identificación

Muestra de aceituna: Blanco Matriz

Fit 978

m/z 359 (M+1)S/N: 60/1

CI-MS

Muestra de aceituna: contaminada con 0.1 mg/kg Chlorfenvinphos

IONIZACIÓN QUÍMICA Identificación

AFINIDADES PROTONICAS DE LOS PRINCIPALES GASES REACTIVOS

GAS REACTIVO PA (kJ/mol)

He 178H2 423

CH4 550C2H4 680H2O 697H2S 712

CH3OH 761CH3CN 787i-C4H10 823

NH3 854CH3NH2 896

IONIZACIÓN QUÍMICA

ESPECTRO DE DIAZINON

80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 3600

20000

60000

100000

140000

180000

220000305

333

137 259 277165345

290

Abundancia

m/z

ESPECTRO DE DIAZINON

60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 3000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000179

137304

199152

276227 24893 216124 163 2892606654 10981

Abundancia

m/z

IONIZACIÓN QUÍMICA

EI

PCI/CH4

[M+H]+

[M+C2H5]+

[M+C3H5]+

PCI

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.000

5000000

1e+07

1.5e+07

2e+07

2.5e+07

3e+07

1

U1

10

U211

12

13U3

PY

2 34

U4

**

5

6U5

Abundance

Time (min)

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.000

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

1

2

34

5 6

7 10

11U1U2 12

U3

PY

Abundance

Time (min)

8 9

13*

*

U4

U5

EI Identificación de PTs:Análisis por GC-MS

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

4000

12000

20000

28000

36000

44000

Abundancia 320

180 348278208 360

[M+H]+

GC-MS/PCI

m/z

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 3200

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

m/z

276

262

194125 233 31993 177152109249212

GC-MS/EIAbundance

[M]+

IONIZACIÓN QUÍMICA

METOLACLOR (0.1 g/L)

TRAMPA DE IONES

GC-MS/MS

9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10.0 10.1 10.2 10.3Time (min)

0102030405060708090

100

Rel

ativ

e A

bund

ance RT: 9.48

AA: 44388SN: 8

FULL SCAN

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 m/z0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

67.4

79.4

91.4313.5

135.2 315.597.3 199.1 285.6 354.6213.0 258.1147.2 428.3171.1 355.6 413.5227.0 316.4 502.0430.3462.7

6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5Time (min)0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance RT: 9.48

AA: 11034SN: 71

40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 m/z0

20

40

60

80

100

Rel

ativ

e A

bund

ance

258

259

286

MS/MS

CLORPIRIFOS

TRAMPA DE IONES

GC-MS/MS

Ionization MS/MS Fragmentation

Ionization mode

Main ions (m/z) (RA, %)

Precursor ion (Isolation window)a

Excitation rf voltage (mV)b

Product ions (m/z) (RA, %)

Chlorothalonil NCI 266(100), 264(50), 268(40) 266 (6) 1700 229(100), 231(90), 266(20)

Dichlofluanid NCI 199(100), 155(60), 99(10) 199 (2) 800 155(100), 91(51), 199(25)

Sea-Nine 211 NCI 245(100), 209(30), 281(10) 245 (4) 800 160(100), 162(56), 245(25)

Irgarol 1051 PCI 254(100), 282(25), 198(20), 294(10) 254 (2) 900 198(100), 254(30)

TCMTB NCI 166(100), 58(20) 166 (2) 1100 134(100), 166(25)

TRAMPA DE IONES

GC-CI-MS/MS

SELECCIÓN DEL ION PRECURSOR• MÁXIMA ABUNDANCIA: MAYOR SENSIBILIDAD• RELACION m/z ELEVADA• GRUPO DE IONES

30.4 30.5 30.6 30.7 30.8 30.9 31.0 min

0

10

20

30

40

Unid.

Nua

rimol

Dic

ofol

GC-IT-EI-MS/MS

Ion: 139

75 100 125 150 175 200 225m/z

0

25

50

75

100

123

139

235

NUARIMOL

Ion: 139

125 150 175 200 225 250m/z

0

25

50

75

100 139

251

DICOFOL

Analyst, (2001) Enviado

TRAMPA DE IONES

CUANTIFICACIÓN

• CUIDADOSA SELECCIÓN DEL ION/IONES DE CUANTIFICACIÓN• PREPARACIÓN DE ESTANDARS EN MATRIZ• CLEAN-UP DE LAS MUESTRAS• METODOS DE CUANTIFICACIÓN ALTERNATIVOS

ELIMINACIÓN DE EFECTOS MATRIZ